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In molte applicazioni dell’elettronica, come i robot auto- nomi utilizzati nei magazzini o i robot collaborativi in- stallati nelle linee di produzione industriali, si richiede agli inverter che pilotano i motori elettrici la capacità di gestire potenze anche molto elevate, pur rimanendo compatti e leggeri. Si tratta di una grande sfida per i pro- gettisti, in quanto potenza, dimensioni e peso sono sem- pre state caratteristiche che richiedono scelte opposte. Nelle applicazioni alimentate a batteria, ogni centimetro cubo di spazio occupato e ogni grammo di peso rispar- miato consentono di garantire un tempo di funziona- mento più lungo tra due ricariche della batteria. I tran- sistor FET in nitruro di gallio (GaN) di Efficient Power Conversion aiutano i progettisti ad aumentare la densità di potenza e vincere questa impegnativa sfida. Scheda di valutazione sezione di potenza pilotaggio motori epc9145 Il transistor FET eGaN® EPC2206 (Fig. 1) da 80 V e 2,2 mΩ è un candidato ottimale per le applicazioni di potenza in cui la tensione del bus in corrente continua è inferiore a 70 VDC. Negli azionamenti dei motori, la frequenza di modulazione PWM viene di solito mantenuta sotto i 50 kHz e i tempi morti sono superiori ai 500 nanosecondi. In questi casi, la resistenza di conduzione (RDS ON ) del di- I transistor e i circuiti integrati in GaN permettono di aumentare la densità di potenza nelle applicazioni di pilotaggio dei motori elettrici. L’ottimizzazione del lay-out permette di ottenere forme d’onda in uscita senza oscillazioni e segnali puliti per la ricostruzione della corrente tramite sensori shunt, sia quando sono inseriti sulle uscite delle fasi sia nei rami inferiori dei circuiti di commutazione a semiponte Inverter da 1,5 kW in GaN per il pilotaggio di motori alimentati a batteria Marco Palma Director of Motor Drive Systems and Applications Efficient Power Conversion spositivo usato come commutatore (switch) è il parametro principale che i progettisti osservano con più attenzio- ne. La capacità di dissipazione termica, in particolare, la resistenza termica giunzione-contenitore del dispositi- vo, Rθjc, è il secondo parametro per importanza da tenere in considerazione. Le soluzioni convenzionali basate sui transistor MOS utilizzano uno o più dispositivi in paral- lelo per ogni switch inseriti in contenitori (package) da 5 x 6 mm o 10 x 10 mm, come mostrato in scala nella figura 1. La scheda di valutazione EPC9145 ospita i transistor EPC2206 e tutto quanto necessario per pilotare un mo- tore, tranne il microcontrollore. Può funzionare con una tensione massima del bus in continua pari a 70 VDC e una corrente di fase massima di 25 A RMS . Il controller del mo- tore può essere scelto tra quelli disponibili sul mercato e può essere collegato utilizzando l’apposita scheda di ac- coppiamento fornita da EPC. Nella figura 2, da sinistra a destra, si possono osservare il connettore per i segnali di controllo, il circuito di condizionamento dei segnali di retroazione di tensioni e correnti verso il microcontrol- lore esterno, il banco di condensatori ceramici, l’inverter trifase con le resistenze di shunt poste sulle uscite delle fasi (in-phase shunt) oppure sui rami inferiori del circuito a semiponte di commutazione (leg shunt) e, infine, il con- nettore del motore. Power EO POWER - OTTOBRE 2021 XX